Nuovo inchiostro “vivente” per stampa 3D a base di batteri può crescere o creare copie di oggetti stampati

Credito: Ladanifer, Shutterstock, ID: 1941497083

Batteri modificati geneticamente per stampare oggetti in 3D. È l’idea messa in pratica dai ricercatori Avinash Manjula-Basavanna dell’Università di Harvard e Anna Duraj-Thatte del Virginia Polytechnic Institute. I ricercatori hanno modificato genericamente l’Escherichia coli, un batterio molto conosciuto, tra i più studiati a livello scientifico, onde produrre delle nanofibre e usare quest’ultime come un materiale per la stampa 3D a base di microbi. I ricercatori hanno pubblicato uno studio su Nature Communications .

Stampa 3D eseguita con materiali viventi

In pratica si tratta di uno dei primi esempi di stampa 3D eseguita con materiali viventi funzionali tramite un mix di cellule e in nanofibre a base di Escherichia coli, uno degli esempi più pregevoli avanzati di nanobiotecnologia applicati alla stessa stampa 3D.
La stessa tecnica usata dai ricercatori potrebbe essere utilizzata nei veicoli spaziali oppure in ambito biomedico.

Il nuovo bioinchiostro

Gli altri bio-inchiostri, sostanze usate per la stampa 3D a base di microrganismi, sono fatti realizzati con l’aggiunta di sostanze quali l’acido ialuronico, altri microrganismi come le microalghe, il silicio, e altri ancora, il tutto per rendere più corposa la viscosità del materiale stesso.
Il nuovo bioinchiostro rilasciato dai ricercatori, si basa invece su delle nanofibre viventi fatte solo con Escherichia coli geneticamente modificati.
Con questi ultimi i ricercatori hanno creato un idrogel che non contiene sostanze polimeriche e anche questo rende il bioinchiostro molto più stabile e resistente alla decomposizione proteica nonché ad altri difetti tipici di via inchiostri come la deformazione e la denaturazione del colore.

Oggetti potrebbero creare da soli copie di sé stessi

Spingendosi un po’ più in là nel futuro, si potrebbe pensare ad applicazioni in cui, una volta stampato un oggetto, quest’ultimo potrebbe creare una copia carbone di sé stesso. Si tratterebbe, dunque, non più di una stampa 3D ma, come si parla nei casi in cui la forma dell’oggetto stampato cambia nel tempo, di stampa 4D.
Gli stessi oggetti potrebbero essere “coltivati” per produrre, solo per fare un esempio, materiali da costruzione rinnovabili o che si autoriparino. Un approccio decisamente utile per l’esplorazione spaziale e per eventuali colonie sulla Luna o su Marte, luoghi in cui l’approvvigionamento di materiali da costruzione potrebbe essere molto limitato.

Note e approfondimenti

  1. Programmable microbial ink for 3D printing of living materials produced from genetically engineered protein nanofibers | Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-021-26791-x)

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